科粤版九上化学 5.2组成燃料的主要元素 碳 教案

5.2 组成燃料的主要元素——碳(第一课时)
知识目标：
了解金刚石和石墨都是自然界存在的碳单质，由于二者结构不同，因此具有不同的物理性质。
根据金刚石和石墨的性质了解它们的用途。
了解木炭等无定形碳的性质和用途。
通过分析金刚石、石墨是由碳元素组成的两种不同的单质，进一步理解元素和单质的区别和联系。
5、了解一氧化碳的物理性质、一氧化碳的可燃性，还原性及在生活与生产中重要作用、一氧化碳的毒性，及以空气的严重污染。
教学重点：
金刚石、石墨在物理性质方面的特性与用途之间的联系和木炭的性质和用途。
教学难点：
金刚石和石墨由同种元素组成，但性质不同的解释。
实验器材：
玻璃刀一支，玻璃一块，两节电池，导线两根，灯泡、铅笔芯一支。
教学过程：
复习提问
标出下列物质中碳元素的化合价
C； CO； H2CO3 CaCO3
新授课
金刚石
玻璃刀划玻璃（师先演示，后请一到二位上来动手试一试）
提问：为什么玻璃刀轻易的就能划开玻璃？
生答后演示玻璃刀发现玻璃刀镶有一个小颗粒。
它就是金刚石，是天然存在最硬的物质.
板书:金刚石(C)
性质:金刚石是无色,透明,正八面形状的固体,硬度最大,熔点较高,不导电.
用途:刻划玻璃,切割大理石,做钻头和钻石等.
(教法:先由学生看书再填入小黑板的表格中)
二:石墨( C)
演示一截石墨电极,请学生注意观察,并请一位同学将导线电源灯泡石墨连接,观察现象,发现灯泡发亮,说明石墨具有优良的导电性.
请同学们从铅笔芯上削一些粉末,用手去摸(有滑腻感)
小结:
性质:石墨是一种深灰色,不透明细鳞片状固体,较软,在纸上划过可留下痕迹,耐高温、导电。
用途：可做润滑剂、铅笔芯、电极等。
提问：金刚石和石墨都是由碳元素组成的，物理性质为什么有这么大的差异？
观察金刚石和石墨的饿模型并讨论。
讲述：这是因为在金刚石和石墨是碳原子的排列不同。由此可见一种元素可能形成多种不同的单质，由同种元素组成的纯净物才叫单质。多种单质可能由一种元素组成。
举例：红磷和白磷
三：无定形碳
提问：为什么红棕色的二氧化氮会消失和溶液的红色变浅？
原因：木炭具有吸附性。
提问：为什么木炭具有吸附性呢？
由学生阅读P81
小结：利用小黑板的列表（如下）来比较金刚石和石墨的物理性质。
金刚石（ C）
石墨（C）
色态
无色透明、正八面形状的固体
深灰色、有金属色泽，细鳞片状固体
硬度
最硬
软、滑、在纸上可留下痕迹
熔点
很高
高、耐高温
导电性
不导电
导电
用途
钻石、刻划玻璃、切割大理石
润滑剂、铅笔芯、电极
问题情景设置：我们已经学过碳在空气里充分燃烧时，生成二氧化碳(CO2)，不充分燃烧时生成一氧化碳(CO)一氧化碳分子比二氧化碳分子少一个氧原子，这种分子构成不同，使得它们在性质上有很大差异。究竟有哪些差异？我们来具体研究。
四.一氧化碳的性质
1.物理性质
讲述：请同学们观察你们桌面上的两瓶一氧化碳气体。
一氧化碳密度比空气略小(介绍一般规律，分子量大于29的气体，密度比空气大，分子量小于29的气体，密度比空气小)难溶于水。
2.化学性质
置疑：一般情况下CO2不能燃烧，也不能支持燃烧，那么CO能否燃烧呢？请同学试验一下，并注意观察现象。
讲述：CO能燃烧，燃烧时火焰呈然色，放出大量的热，那么生成了什么物质呢？请同学向集气瓶中倒入澄清的石灰水。
学生探索实验：点燃一瓶CO气体。
板书：(1)可燃性
2CO+O2==2CO2
投影：煤炉里煤层上方的蓝色火焰。
小结：点燃CO前一定要检验纯度。(与H2相同)，点燃气体燃料前都应如此。
置疑：CO2没有还原性，那么CO是否具有还原性呢？
学生探索实验2：操作时将铜丝在酒精灯上加热至表面发黑(生成CuO)，立即插入集气瓶，并盖好毛玻璃片，待反应结束后点燃剩余CO。
板书：(2)还原性
CO+CuO===Cu+CO2
讲述：CO具有还原性，可作还原剂，用来冶炼金属。
板书：3CO+Fe2O3 ===2Fe+3CO2
置疑：CO可变成CO2,CO2能否转变成CO呢？
讨论：CO与CO2的相互转变
2CO+O2=== 2CO2 CO2+C ==== 2CO
置疑：为什么用剩余的CO要点燃呢？
板书：(3) CO有毒
讲述：(1) 煤气中毒的生理过程
(2) 在什么情况下容易发生煤气中毒
(3) 怎样预防煤气中毒，一旦中毒如何急救
五.一氧化碳对空气的污染
讲述：空气中一氧化碳的来源；如何防止一氧化碳对空气的污染。
实验： (1) 尾气用塑料袋收集，点火燃掉
(2) 点燃尾气，当作热源，移至放氧化铜的玻璃管下面进行加热。
( 投影 ) 总结一氧化碳性质，比较一氧化碳与二氧化碳的性质差异。
练习：怎样实现下列物质的转变？用化学方程式表式。

5.2 组成燃料的主要元素——碳(第二课时)
教学目标：
知识目标：1、了解二氧化碳的物理性质
2、初步掌握二氧化碳的化学性质。
科学素养：1、培养学生的观察能力，实验能力、抽象概括能 力。
2、通过实验培养学生的合作精神、创新精神。
3、通过二氧化碳的不供给呼吸的实验，增强学生 关 心环境保护环境的意识，加强环保意识。
重点、难点：1、二氧化碳跟水和石灰水反应的原理。
2、由现象到本质的抽象概括能力的培养。
教学过程：
（提问）：人和其他动物呼吸作用呼出的是什么气体？植物进行光合作用消耗的又是什么气体？若没有这种气体，自然界的生命活动还能进行下去吗？（学生阅书P85- 86并回答）
（引入）：从阅读知二氧化碳对于生命活动的作用是无比重要的，哪它具有什么样的性质呢？
（学生操作）：（1）向已平衡的两纸袋中一只倾倒二氧化碳
（2）振荡连接好的汽水和澄清石灰水的两只锥形瓶
（3）向学生展示一瓶收集好的二氧化碳
学生讨论 ：二氧化碳的物理性质
（教师总结板书）：一、二氧化碳的物理性质：
（1）一种无色无味的气体。
（2）在标准状况下，比空气略重 （若收集时，用何方法？）
（3）易溶于水 （若收集时，可否用排水法）
（学生实验）：二氧化碳使蜡烛火焰熄灭的实验。（必须慢慢倾倒）
问：（1）二氧化碳可以倾倒说明什么？
（2）蜡烛依次熄灭又说明什么？
阅书：（引出二氧化碳的化学性质）
学生讨论归纳：（1）二氧化碳的密度比空气大
（2）通常状况下不燃烧（不象汽油等）也不支持燃烧（不象氧气）
板书：二、二氧化碳的化学性质
1、在通常情况下，二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。
（学生实验）向充满二氧化碳和空气的两只集气瓶内分别放入两只动物
问：为何空气里的活着而二氧化碳里的不活呢？
讨论归纳：二氧化碳不供给呼吸（不象氧气）
设问：如此进入久未开启的菜窑、干涸的深井，应该怎么办？
（展示）：两个集气瓶，其中一只有大量的二氧化碳，另一个是空气，来模拟两种菜窑，如何用实验的方法证明哪个能进，哪个不能进？
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（演示）：取两支试管，分别注入5ml的水，再分别滴入3-5滴紫色石蕊。向其中一只通二氧化碳，并和另一只试管作比较。
讨论：（阅书P143）为何会产生上述现象？
板书：2、二氧化碳和水反应生成碳酸
H2O+CO2=H2CO3 （指导学生完成）
（演示）：加热发生变色的试液。（注意操作事项）
讨论：发生什么样的现象？为何会发生以上现象？
板书：碳酸不稳定，易分解生成水和二氧化碳。
（学生实验）：向澄清的石灰水里吹入二氧化碳（指导学生）
学生讨论：发生什么现象？说明了什么情况？
板书：二氧化碳可以和澄清石头灰水（Ca(OH) ）反应，生成难溶于水的碳酸钙。
说明：本反应的应用极为重要，可以用它来鉴别二氧化碳
学生讨论：为了使用石灰浆抹的墙壁快点干燥，为什么常常在室内生炭火盆？为什么开始放炭火盆时，墙壁反而潮湿？
练：有甲、乙、丙、丁、 戊这五种物质，它们有如下关系：
1.甲+氧化铜------铜+乙 2.乙+氢氧化钙------丙 +水
3.丙------乙+氧化钙 4.乙+水-------丁
5.丁-------水+乙 6.乙+甲-------戊
问:甲 、乙 、丙 、 丁 、戊 。
2、一包是黑色粉末21.5g，强热后恰好完全反应，反应后生成一种红色物质和一种气体，把该气体通入足量的石灰水中生成白色沉淀12.5克，试推测原黑色粉末的成分，并计算各质量。
阅读书P146二氧化碳的用途。
学生讨论：
教师小结：（1）用于灭火
问：利用二氧化碳的什么性质？
（2）用于制纯碱、尿素（做化工原料）
（3）用于制冷、人工降雨（原因何在？）
学生阅书小结：干冰蒸发时，需吸收大量的热，使周围的空气的温度降低，从而达到制冷的目的。
阅书：阅读材料《干冰的妙用》。
5.2 组成燃料的主要元素——碳(第三课时)
一、教学目标
1、知识目标
⑴联系实验室制取氢气，学会实验室制取气体的一般方法。
⑵掌握实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置，使用的药品、仪器名称和收集方法。
2、科学素养目标
⑴通过制取二氧化碳盐与酸的选择，使学生深刻理解反应原理，提高学生深刻理解实验原理，提高学生分析问题、解决问题的能力。
⑵结合前面学过的O2，H2的实验室制法，运用联想、对比方法培养学生对知识进行总结、概括和归纳的能力。
⑶介绍几种常见的灭火器，了解它们的适用范围，提高学生的安全意识。
⑷向学生渗透实验装置美和反应规律美。
二、教学重点、难点
1、重点
实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置和制取方法。
2、从实验室制取气体的设计思路出发，学习二氧化碳的实验室制法。
三、教具准备
1、药品：器材、石灰石、稀盐酸、稀硫酸、硫酸钢、试管、培养器等。
2、投影图片：制取氢气、氧气的几套装置图。
四、教学过程
［投影］教学目标
［投问］⑴二氧化碳有哪些物理性质和化学性质？
　　　　⑵实验室制取氢气、氧气的反应原理是什么？
［生答后总结］实验室制取氧气的原理是利用高锰酸或氯酸钾（用二氧化锰做催化剂）在加热条件下得到氧气，实验室制取氢气的原理是利用金属锌和稀硫酸（或稀盐酸）反应得到氢气。
［投影］实验室制取氧气，氢气的几套装置图。
［讨论］装置图的适用范围。
［总结］当用固体反应，需要加热产生气体时，可采用制取氧气的装置；当用固体与液体反应，不需加热生成气体时，可采用制取氢气的装置。
［设问］⑴实验室如何收集氧气、氢气，为什么？
　　　　⑵如何检验氧气、氢气？
［讨论］通过讨论得出以下结论：
　　　　⑴根据气体的物理性质，决定采用什么收集方法。
　　　　⑵利用物质的性质来检验物质。
［讲解］实验室制取气体的思路和方法
［过渡］根据以上思路，我们来学习二氧化碳的实验室制法
［板书］5.2 组成燃料的主要元素——碳
一、二氧化碳实验室制法
［阅读］144页实验室制取二氧化碳的化学反应原理
［板书］1、药品:大理石（或石灰石）和稀盐酸（强调:大理石、石灰石为混合物）
［板演］2、化学议程式：CaClO3+2HCl＝CaCl2+H2o+CO2
［思考］能否将稀盐酸换成稀硫酸？碳酸钙能否换成碳酸钠？
［演示］在投影仪上放一只有稀硫酸的培养器,放入一小块石灰石,让学生观察现象。
［生答］石灰石跟稀盐酸反应一段时间就停止放出气体。
［演示］在培养器中放入一块金属锌。
［讲解］放入金属锌有气体产生，说明还有稀硫酸，为什么停止呢？主要是石灰石稀硫酸反应生成的物质覆盖在大理石表面，阻止大理石和稀硫酸接触，反应就停止了，所以不能用稀硫酸代替稀盐酸。
［演示］在一支试管内放入少量碳酸钠，在加入少量稀盐酸。
［结论］不能用碳酸钠代替碳酸钙
［思考］根据实验室制取二氧化碳的反应原理，确定制取二氧化碳可采用什么装置？
［板书］二、实验室制取二氧化碳的装置。
［生答后板书］1、装置：与制取氢气的装置相似。
［讲解］采用与制取氢气相似的装置，指出反应的容器可以是锥形瓶、平底烧瓶、广口瓶、大成管、启普发生器等，并强调装置的正确性和原因。
［讨论、板书］2、二氧化碳的收集方法：采用向上排空气法，不能用排水法。
［板书］三、二氧化碳的检验方法：
［设问］⑴如何检验生成的气体是二氧化碳
　　　　⑵采用什么方法收集二氧化碳？如何证明集气瓶中充满了二氧化碳？
［生答小结］⑴将气体通入澄清的石灰水中,如果石灰水变浑,则该气体是二氧化碳。
　　　　　　⑵因为二氧化碳能溶于水，密度比空气大，所以只能用向上排空气法收集。
　　　　　　⑶将燃着的火着的火柴置于集气瓶口，火柴熄灭，证明瓶内充满二氧化碳。
［演示］实验室制二氧化碳
［总结］比较氧气、氢气和二氧化碳的实验室制法。
［练习］
［作业］课本习题6、8
附：练习题
1、实验室制取CO2的反应原理是
A、木炭完全燃烧生成二氧化碳
B、焦炭与CuO高温生成二氧化碳
C、石灰石与稀盐酸反应生成二氧化碳
D、煅烧石灰石生成二氧化碳
2、下列关于实验室制取二氧化碳的说法中,不正确的是(　　)
A、实验室制取H2与CO2，的发生装置相同，因为都是固体，液体反应且不要加热
B、不能用排水法收集CO2，因为它能溶于水
C、不能选用石灰石与稀硫酸作原料，因为二者不反应
D、不选用Na2CO2粉末与浓盐反应，因为二者反应速率太快
3、实验室制取CO2，应选用的一组仪器 （　　　　）
A、长颈漏斗、广口瓶、导管、酒精灯
B、长颈漏斗、广口瓶、导管、集气瓶
C、长颈漏斗、广口瓶、导管、水槽
D、大试管、导管、量筒
4、实验室制取CO2一般有以下几个步骤：
⑴向长颈漏斗中注入盐酸；⑵向容器中放入几小块石灰石；⑶按要求装好仪器；⑷检查装置的气密性；⑸收集气体。
下列操作顺序中正确的是 （　　　　）
A、⑴⑵⑶⑷⑸　　　　 B、⑷⑶⑴⑵⑸　
C、⑶⑷⑵⑴⑸　　　　　 　D、⑶⑷⑴⑵⑸
5、检验集气瓶中是否集满CO2的正确方法是　　（　　　）
A、用带火星的木条伸入瓶内
B、用燃着的木条伸入瓶内
C、倒入澄清石灰水并振荡
D、将燃着的木条放在瓶口
6、两份质量相同的CaCO2，一份与是量盐反应，一份充分煅烧，则得到的CO2，气体的质量 （　　　）
A、与盐酸反应的多　　　　　　　B、充分煅烧的多
C、一样多　　　　　　　　　　　D、以上情况都有可能
7、按下列要求各写一条化学方程式：
⑴化合反应生成CO2 _______________________
⑵分解反应生成CO2_____________________________________
⑶置换反应生成CO2_____________________________________
⑷不属上述三种反应也产生CO2_____________________________________
8、欲除去热水瓶胆内壁附着的水垢（主要成分之一是CaCO3），可采用的方法是（用化学方程式或化学式回答，下同）_____________________；盛放石灰水的敞口瓶内有一层白色薄膜是__________________，其形成原因是_____________________；泡沫灭火器的反应原理是_________________________。
附：板书设计
一、实验室制取二氧化碳的化学反应原理
1、药品：大理石（或石灰石）和稀盐酸。
2、化学反应方程式“
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2　
二、实验室制取二氧化碳的装置　　　　　　　　　　　　　
1、装置：同制取氢气的装置相似。
2、收集方法：采用向上排空气法，不能用排水法。
三、二氧化碳的检验方法
1、检验方法：将生成的气体通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，证明是二氧化碳。
2、验满方法：将燃着的火柴放在集气瓶口，火柴熄灭，证明收集满了。